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新型印迹压电仿生传感器的研究

张朝晖  
【摘要】:自从压电传感器成功应用到液相以来,许多研究工作者对其展开了大量的研究和探讨。然而由于压电传感器本身固有的缺点?缺乏选择性的识别能力,在很大程度上限制了它的实际应用。为此,研究工作者提出了多种新技术来弥补这一缺陷。分子印迹技术以其独特的优势,得到广泛关注。最近20多年来,研究工作者对分子印迹技术的原理,制备方法以及应用进行了广泛的探讨。尽管在印迹压电传感器领域也进行了大量的研究,但是绝大多数的印迹传感材料都是采用常规的研磨/过筛法制备。这样制备的印迹传感材料的形状不规则、有效结合率低,并且制备过程一般都在有机溶剂中进行,不能用于生物大分子等物质的印迹聚合。到目前为止,还没有发现对印迹压电传感器的各种影响因素作系统探讨的研究。因此,本论文提出了印迹聚合微球和印迹聚合后微球新技术,以及多种溶胶-凝胶印迹聚合膜新技术。研究结果表明所提出的新印迹传感器具有较常规印迹传感器更优的性能。并且还详细探讨了印迹传感器的各种影响因素(交联度、提取效应和尺寸效应),有利于印迹传感器的实际应用。具体工作如下: 第一部分:印迹微球压电仿生传感器的研究 1.微球传感器的研究。以潘生丁为模板分子,提出沉淀聚合微球新技术,直接将印迹聚合物制备成微球型颗粒,并结合压电传感技术制成印迹微球仿生压电传感器。采用Scatchard分析法,估算出印迹微球聚合物的离解常数和最大饱和结合量。研究结果表明该印迹微球仿生压电传感器比常规法制备的印迹传感器具有更好的响应性能、稳定性和选择性,并成功用于人血液和尿液中潘生丁的检测。该制备方法过程简单,解决了传统的分子印迹技术需要研磨/过筛等一系列费事、费时的烦琐程序,所制备的印迹微球具有良好的选择性和稳定性,具有较低的检测限,有利于印迹传感器的实际应用。 2.后微球压电传感器的研究。提出沉淀聚合后微球新技术,成功制备了潘生丁印迹后微球聚合物,并研制了相应的印迹后微球仿生压电传感器。采用透射电镜(TEM)可以观察到印迹后微球聚合物的尺寸约为150 nm和中间存在的印迹空穴。分别探讨了印迹后微球仿生压电传感器的响应性能、稳定性和选择性。结果表明该传感器对模板分子的响应要比印迹微球压电仿生传感器更灵敏。 第二部分:新型溶胶-凝胶印迹压电传感器的研究 1.立体选择性印迹溶胶-凝胶传感器的研究。采用溶胶-凝胶技术,无需预保护氨基酸模板分子,直接通过水解和浓缩有机硅烷化试剂在石英晶体电极表面印迹L-组氨酸,成功制备印迹压电传感器。采用压电技术和电化学阻抗技术分别探


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